KR102123256B1 - 조향장치용 래칫 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치걸림현상을 예방할 수 있음과 아울러, 팝업현상을 예방할 수 있는 조향장치용 래칫 구조체에 관한 것으로, 그 구성은 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓과, 상기 틸트브라켓의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트와, 상기 틸트볼트에 결합되고 틸트레버의 회전동작시 틸트볼트를 전,후진 시키기 위한 캠부재와, 상기 틸트브라켓의 일면에 결합되어, 상기 틸트볼트가 관통되도록 중앙에 통공이 형성되고 일면 좌,우측에 복수의 산과 골로 이루어진 제1,2기어부가 형성되는 고정기어 및, 상기 틸트볼트의 단부에 결합되고 상기 고정기어와 서로 마주보는 면의 좌,우측 부위에 복수의 산과 골로 이루어진 제3,4기어부가 형성되어 상기 고정기어와 치합 가능한 가동기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1,3기어부와 상기 제2,4기어부는 좌,우측 산의 결합방향이 서로 반대되는 방향으로 된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 조향장치용 래칫 구조체에 관한 것으로, 특히 틸트레버의 잠금 상태에서도 가동기어의 이동이 가능하도록 래칫 구조를 개선하여 치 걸림현상을 예방할 수 있도록 함과 아울러, 팝업현상을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 조향장치용 래칫 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.
또한, 자동차 조향장치는 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데 이러한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향장치로 나누어 지며, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향장치에 틸트 기능이 추가될 수 있다.
이러한 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.
이러한 틸팅장치는, 스티어링 칼럼을 지지하는 브라켓과, 브라켓에 구비되는 캠과 틸트 레버가 구비되며, 틸트 레버를 작동하여 캠의 동작원리에 의해 스티어링 칼럼을 가압하여 브라켓에 고정된다.
하지만, 위와 같은 단순 마찰방식의 틸팅장치는 스티어링 칼럼을 고정하는 마찰력보다 더 큰 충격하중이 사고에 의해 작용한다면 그 충격력으로 인해 스티어링 칼럼이 위로 젖혀지는 현상(이하, '팝업(Pop-up)현상'이라 한다)이 발생하여 운전자에게 이중 상해를 입히는 문제점이 있었다.
이에 따라, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래의 틸팅장치의 구성에서 한 쌍의 기어를 적용하여 스티어링 칼럼의 기울기를 조절하고 고정할 수 있는 틸팅장치가 개발되었다
종래 기술에 의한 일반적인 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼은 조향축을 수용하는 외측 튜브, 외측 튜브에 인입되는 내측 튜브, 내측 튜브를 차체에 고정시키는 하부 브라켓, 외측 튜브의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 마운팅 브라켓, 조향휠의 기울임 각도를 조절할 수 있게 조향컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓, 상기 틸트브라켓의 외측면에 형성되는 고정기어, 상기 고정기어에 치합 또는 분리되는 가동기어, 틸트홀을 관통하는 틸트볼트, 가동기어와 결합되는 캠, 상기 캠과 조정 레버를 고정시키는 부시와 너트를 포함하여 구성된다.
고정기어와 가동기어는 서로 치합될 수 있게 동일한 피치와 산높이로 형성되어 조정 레버가 잠긴 상태에서는 고정기어와 가동기어가 치합되어 외측 튜브와 조향축 등은 고정되지만 조정레버가 풀리면 캠에 의해서 가동기어가 고정기어로부터 분리되어 상부 조향컬럼은 로워 틸트 중심을 기준으로 틸트되는 방향으로 회전할 수 있게 된다.
캠에는 가동기어가 부착되고 캠의 일측면에는 돌출부가 형성되어 조정 레버의 회전에 따라 돌출부가 조정 레버의 홈에 인입되거나 홈으로 부터 인출되어 고정기어가 결합 또는 분리되게 된다.
그러나, 이러한 종래의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼의 경우에는 조정 레버 작동시 오버런이 발생되거나, 가동기어가 원래의 틸트 작동 거리를 초과하는 오버런이 발생되는 경우, 가동기어가 고정기어와 서로 치합이 이루어지지 않아 조향컬럼이 고정되지 않는 치걸림 현상이 발생되어 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업현상이 발생되며, 운전자의 신체에 부딪혀서 운전자에게 큰 상해를 입히거나, 조향컬럼이 비틀림 방향으로 회전하여 조향 안전성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
종래 조향 컬럼과 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1083938호 "조향 컬럼의 틸트 앤 텔리스코프 장치"(등록일자 : 2011.11.09)에 개시된 바와 같이, 내부에 조향축이 구비되는 외측 튜브와, 상기 외측 튜브에 삽입되는 내측 튜브와, 상기 외측 튜브를 차체에 고정시키며 양측으로 장공이 형성된 틸트브라켓이 구비되는 상부 브라켓 및 레버를 포함하는 조향 컬럼의 틸트 앤 텔레스코프 장치에 있어서, 상기 틸트브라켓의 외측 일면에 구비되되 일면에 가이드공이 형성되며 양측으로 상향 돌출되는 단턱부가 형성된 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 밀착되게 구비되되 상기 가이드공과 연통하는 삽입공이 형성되고 상기 삽입공의 둘레면에 소정의 각도로 경사진 경사면이 형성된 경사부재; 및 상기 틸트브라켓을 관통하되 일측이 상기 경사부재의 상기 삽입공에 삽입되며 상기 경사면과 접촉하는 경사부가 형성된 마찰력 제공수단을 포함하는 구성을 갖는다.
기존 조향컬럼과 관련된 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1286322호 "자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼" (등록일자 : 2013.07.09)에 개시된 바와 같이, 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서, 상기 고정기어는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 상기 조정레버의 작동시 상기 가동기어의 최외곽치산이 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것이다.
그런데, 기존 조향컬럼장치는 틸팅동작시 가동기어가 고정기어에 치합되는 과정에서 치합이 완전하게 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 가동기어와 고정기어의 산과 산이 서로 대면하여 고정되는 현상이 발생하였다. 이후, 산과 골의 치물림이 발생하면 소음이 발생하거나 충격에 의해 기어가 손상된다.
따라서, 치물림을 향상시킴으로써 운전자의 안전을 확보하고 틸팅기능을 원활히 수행할 수 있는 틸팅장치의 개발이 필요한 시점이다.
특히 기존 조향컬럼장치는 틸트브라켓의 외측면에 형성되는 고정기어에 치합 또는 분리되는 가동기어가 동일한 산과 골이 서로 마주보는 방향으로 치합되어 있으므로, 레버 잠금동작시에는 가동기어의 이동 여유공간이 없기 때문에 치걸림현상이 발생할 경우 틸트레버의 조작력에 영향을 미치게 되며 레버 조작이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 래칫 구조를 개선하여 레버의 잠금동작시에도 가동기어의 움직임이 가능하도록 치걸림현상을 예방함과 아울러, 조향휠의 팝업현상을 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 조향장치용 래칫 구조체를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓과, 상기 틸트브라켓의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트와, 상기 틸트볼트에 결합되고 틸트레버의 회전동작시 틸트볼트를 전,후진 시키기 위한 캠부재와, 상기 틸트브라켓의 일면에 결합되어, 상기 틸트볼트가 관통되도록 중앙에 통공이 형성되고 일면 좌,우측에 복수의 산과 골로 이루어진 제1,2기어부가 형성되는 고정기어 및, 상기 틸트볼트의 단부에 결합되고 상기 고정기어와 서로 마주보는 면의 좌,우측 부위에 복수의 산과 골로 이루어진 제3,4기어부가 형성되어 상기 고정기어와 치합 가능한 가동기어를 포함하여 이루어지며, 상기 제1,3기어부와 상기 제2,4기어부는 좌,우측 산의 결합방향이 서로 반대되는 방향으로 된 것을 특징으로 한다.
상기 틸트볼트의 단부에 체결되고, 상기 가동기어가 걸려 지지되는 단턱부를 갖는 부시튜브와, 상기 틸트볼트에 결합되고 상기 가동기어의 외측을 감싸도록 배치되는 기어커버와, 상기 틸트볼트의 단부에 체결되어 상기 기어커버의 이탈을 방지하기 위한 고정부재와, 상기 틸트브라켓과 부시튜브 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브를 외측으로 탄성지지하기 위한 제1스프링부재 및, 상기 가동기어와 기어커버 사이에 개재되도록 배치되어 상기 가동기어를 고정기어측으로 탄성 지지하는 제2스프링부재를 더 포함하여 이루어진다.
상기 기어커버는 양측 단부가 상기 틸트브라켓의 일측면과 면접촉 가능하도록 상기 고정기어를 향하도록 동일방향으로 절곡되도록 절곡부가 형성된다.
상기 기어커버는 상기 절곡부의 내측면이 가동기어와 고정기어의 양측 테두리부위와 면접촉되도록 결합된다.
상기 가동기어는 타측면에서 고정기어와 서로 마주보는 일측면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된 것이다.
상기 틸트볼트의 단부에 체결되고, 상기 가동기어가 걸려 지지되는 단턱부를 갖는 부시튜브와, 상기 틸트볼트에 결합되고 상기 가동기어의 외측을 감싸도록 배치되는 기어커버와, 상기 틸트볼트의 단부에 체결되어 상기 기어커버의 이탈을 방지하기 위한 고정부재와, 상기 틸트브라켓과 부시튜브 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브를 외측으로 탄성지지하기 위한 제1스프링부재 및, 상기 가동기어와 기어커버 사이에 개재되도록 배치되어 상기 가동기어를 고정기어측으로 탄성 지지하는 제2스프링부재를 더 포함하여 이루어진다.
상기 기어커버는 양측 단부가 상기 틸트브라켓의 일측면과 면접촉 가능하도록 상기 고정기어를 향하도록 동일방향으로 절곡되도록 절곡부가 형성된다.
상기 기어커버는 상기 절곡부의 내측면이 가동기어와 고정기어의 양측 테두리부위와 면접촉되도록 결합된다.
상기 가동기어는 타측면에서 고정기어와 서로 마주보는 일측면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된 것이다.
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본 발명은 틸트레버의 잠금상태에서 가동기어와 고정기어가 치물림 결합되어 있더라도, 가동기어가 기어커버의 내부로 움직일 수 있는 여유공간이 마련되므로, 틸트레버의 조작력에 영향을 미치지 않게 되어 틸트레버의 조작성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 틸트볼트와 고정부재의 조임 체결시 절곡부의 테두리 단부가 틸트브라켓의 일측면에 면접촉되어 초기 하중을 유지하고, 고정기어와 가동기어의 좌,우측에 형성된 제1,3기어부와 제2,4기어부의 치 단부가 서로 엇갈리도록 형성되어 있으므로 절곡부와 틸트브라켓의 마찰력을 초과하는 하중이 상,하방향으로 전달되더라도 제2스프링부재의 탄성 지지력에 의해 가동기어의 제3,4기어부가 고정기어의 제1,2기어부의 치 단부 턱에 걸려 정지됨과 아울러 가동기어의 회전이 기어커버에 의해 방지되어 팝업현상을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.
그리고, 본 발명은 가동기어가 타측면에서 고정기어측과 서로 마주보는 일측면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있으므로, 가동기어의 움직임 이동시 절곡부 내측면과의 간섭을 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 조향장치용 래칫 구조체의 구성을 나타낸 분해사시도.
도 2는 도 1의 조립상태도.
도 3은 본 발명 고정기어와 가동기어의 치물림상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 고정기어와 기어커버와의 결합상태를 보인 정면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 도 4의 측면도.
도 7은 본 발명 틸트레버의 잠금 해제동작시 고정기어와 가동기어의 상태를 보인 단면도.
도 8a,8b,8c,8d는 본 발명 틸트레버의 잠금동작시 여러 형태의 치물림 상태를 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명 고정기어와 가동기어의 치물림 상태에서 팝업현상이 방지되는 상태를 개략적으로 보인 사용상태도.
도 2는 도 1의 조립상태도.
도 3은 본 발명 고정기어와 가동기어의 치물림상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 고정기어와 기어커버와의 결합상태를 보인 정면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 도 4의 측면도.
도 7은 본 발명 틸트레버의 잠금 해제동작시 고정기어와 가동기어의 상태를 보인 단면도.
도 8a,8b,8c,8d는 본 발명 틸트레버의 잠금동작시 여러 형태의 치물림 상태를 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명 고정기어와 가동기어의 치물림 상태에서 팝업현상이 방지되는 상태를 개략적으로 보인 사용상태도.
이하에서 설명되는 스티어링 컬럼은 공지된 기술의 스티어링 컬럼이 작용되며, 이에 대한 스티어링 컬럼의 자세한 구조 등의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 조향장치용 래칫 구조체는, 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓(130)과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓(140)과, 상기 틸트브라켓(140)의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트(150)와, 상기 틸트볼트(150)에 결합되고 틸트레버(180)의 회전동작시 틸트볼트(150)를 전,후진 시키기 위한 캠부재(185)와, 상기 틸트브라켓(140)의 일면에 결합되어, 상기 틸트볼트(150)가 관통되도록 중앙에 통공(221)이 형성되고 일면 좌,우측에 복수의 산과 골로 이루어진 제1,2기어부(222,224)가 형성되는 고정기어(220) 및 상기 틸트볼트(150)의 단부에 결합되고 상기 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측 부위에 복수의 산과 골로 이루어진 제3,4기어부(232,234)가 형성되어 상기 고정기어(220)와 치합 가능한 가동기어(230)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1,3기어부(222,232)와 상기 제2,4기어부(224,234)는 좌,우측 산의 결합방향이 서로 반대되는 방향으로 된 것을 특징으로 한다. 상기 제1,3기어부(222,232) 및 상기 제2,4기어부(224,234)에 형성된 각각의 산과 골은 상기 통공(221)의 폭방향으로 연장된다.
상세히, 틸트레버(180)와 틸트볼트(150) 사이에 캠부재(185)가 마련되어 있으며, 캠부재(185)는 틸트레버(180)의 회전동작에 따라 틸트볼트(150)를 축방향으로 전,후진 이동시키는 기능을 수행하게 된다.
이로 인해, 틸트볼트(150)는 틸트레버(180)와 캠부재(185)의 작동원리에 따라 축 방향으로 직선 왕복운동되며, 전진동작시 고정기어(220)와 가동기어(230)의 치합상태를 해제시키는 기능을 수행하게 된다.
여기서, 본 발명의 제1기어부(222)는 제3기어부(232)와 치합되고, 제2기어부(224)는 제4기어부(234)와 치합되도록 배치되며, 제1기어부(222)와 제2기어부(224)는 복수의 산과 골로 이루어지는 기어이를 갖는다.
또한, 상기 제1,3기어부(222,232)는 산의 단부가 향하는 방향이 상기 제2,4기어부(224,234)의 산의 단부가 향하는 방향과 서로 엇갈리도록 반대되는 방향으로 형성된다.
즉, 제1,2기어부(222,224) 및 제3,4기어부(232,234)는 기어이들의 산 부위가 서로 반대방향을 향하도록 형성되어 제1,3기어부(222,232)와 제2,4기어부(224,234)가 상반되는 방향으로 치합되는 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 조향장치용 래칫 구조체는, 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓(130)과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓(140)과, 상기 틸트브라켓(140)의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트(150)와, 상기 틸트볼트(150)에 결합되고 틸트레버(180)의 회전동작시 틸트볼트(150)를 전,후진 시키기 위한 캠부재(185)와, 상기 틸트브라켓(140)의 일면에 결합되어, 상기 틸트볼트(150)가 관통되도록 중앙에 통공(221)이 형성되고 일면 좌,우측에 복수의 산과 골로 이루어진 제1,2기어부(222,224)가 형성되는 고정기어(220) 및 상기 틸트볼트(150)의 단부에 결합되고 상기 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측 부위에 복수의 산과 골로 이루어진 제3,4기어부(232,234)가 형성되어 상기 고정기어(220)와 치합 가능한 가동기어(230)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1,3기어부(222,232)와 상기 제2,4기어부(224,234)는 좌,우측 산의 결합방향이 서로 반대되는 방향으로 된 것을 특징으로 한다. 상기 제1,3기어부(222,232) 및 상기 제2,4기어부(224,234)에 형성된 각각의 산과 골은 상기 통공(221)의 폭방향으로 연장된다.
상세히, 틸트레버(180)와 틸트볼트(150) 사이에 캠부재(185)가 마련되어 있으며, 캠부재(185)는 틸트레버(180)의 회전동작에 따라 틸트볼트(150)를 축방향으로 전,후진 이동시키는 기능을 수행하게 된다.
이로 인해, 틸트볼트(150)는 틸트레버(180)와 캠부재(185)의 작동원리에 따라 축 방향으로 직선 왕복운동되며, 전진동작시 고정기어(220)와 가동기어(230)의 치합상태를 해제시키는 기능을 수행하게 된다.
여기서, 본 발명의 제1기어부(222)는 제3기어부(232)와 치합되고, 제2기어부(224)는 제4기어부(234)와 치합되도록 배치되며, 제1기어부(222)와 제2기어부(224)는 복수의 산과 골로 이루어지는 기어이를 갖는다.
또한, 상기 제1,3기어부(222,232)는 산의 단부가 향하는 방향이 상기 제2,4기어부(224,234)의 산의 단부가 향하는 방향과 서로 엇갈리도록 반대되는 방향으로 형성된다.
즉, 제1,2기어부(222,224) 및 제3,4기어부(232,234)는 기어이들의 산 부위가 서로 반대방향을 향하도록 형성되어 제1,3기어부(222,232)와 제2,4기어부(224,234)가 상반되는 방향으로 치합되는 구조를 갖는다.
이로 인해, 고정기어(220)의 치산과 가동기어(230)의 치산이 산끼리 맞물리는 치걸림 현상이 발생하여도 충돌 발생시 컬럼이 위쪽 혹은 아래쪽으로 젖혀지는 팝업 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 조향장치용 래칫 구조체는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 스티어링 컬럼을 수용하는 외측 튜브(110)와, 외측 튜브(110)에 인입되는 내측 튜브(120)와, 내측 튜브(120)를 차체에 고정시키도록 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓(130)과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 중앙 부위에 틸트홀이 형성된 틸트브라켓(140)과, 틸트브라켓(140)의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트(150)와, 틸트볼트(150)에 결합되고 틸트레버(180)의 회전동작시 틸트볼트(150)를 전,후진 이동시키기 위한 캠부재(185)와, 상기 틸트볼트(150)의 단부에 체결되고 단턱부(215)를 갖는 부시튜브(210)와, 상기 부시튜브(210)가 관통되도록 중앙에 통공(221)이 형성되고 일면 좌,우측에 제1,2기어부(222,224)가 형성되는 고정기어(220)와, 부시튜브(210)의 단턱부(215)에 걸려 지지되고 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측 테두리 부위에 형성되는 제3,4기어부가 형성되어 상기 고정기어(220)와 치합 가능한 가동기어(230)와, 틸트볼트(150)에 결합되고 가동기어(230)의 외측을 감싸도록 배치되고 틸트볼트(150)의 전,후진 이동시 가동기어(230)의 움직임에 대한 여유공간을 갖도록 결합되는 기어커버(250)와, 틸트볼트(150)의 단부에 체결되어 상기 기어커버(250)의 이탈을 방지하기 위한 너트 등의 고정부재(270)와, 틸트브라켓(140)과 부시튜브(210) 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브(210)를 외측으로 탄성지지하기 위한 제1스프링부재(160) 및, 상기 가동기어(230)와 기어커버(250) 사이에 개재되도록 배치되어 상기 가동기어(230)를 고정기어(220)측으로 탄성 지지하는 제2스프링부재(240)로 구성된다.
본 발명에 따른 조향장치용 래칫 구조체는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 스티어링 컬럼을 수용하는 외측 튜브(110)와, 외측 튜브(110)에 인입되는 내측 튜브(120)와, 내측 튜브(120)를 차체에 고정시키도록 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓(130)과, 상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 중앙 부위에 틸트홀이 형성된 틸트브라켓(140)과, 틸트브라켓(140)의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트(150)와, 틸트볼트(150)에 결합되고 틸트레버(180)의 회전동작시 틸트볼트(150)를 전,후진 이동시키기 위한 캠부재(185)와, 상기 틸트볼트(150)의 단부에 체결되고 단턱부(215)를 갖는 부시튜브(210)와, 상기 부시튜브(210)가 관통되도록 중앙에 통공(221)이 형성되고 일면 좌,우측에 제1,2기어부(222,224)가 형성되는 고정기어(220)와, 부시튜브(210)의 단턱부(215)에 걸려 지지되고 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측 테두리 부위에 형성되는 제3,4기어부가 형성되어 상기 고정기어(220)와 치합 가능한 가동기어(230)와, 틸트볼트(150)에 결합되고 가동기어(230)의 외측을 감싸도록 배치되고 틸트볼트(150)의 전,후진 이동시 가동기어(230)의 움직임에 대한 여유공간을 갖도록 결합되는 기어커버(250)와, 틸트볼트(150)의 단부에 체결되어 상기 기어커버(250)의 이탈을 방지하기 위한 너트 등의 고정부재(270)와, 틸트브라켓(140)과 부시튜브(210) 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브(210)를 외측으로 탄성지지하기 위한 제1스프링부재(160) 및, 상기 가동기어(230)와 기어커버(250) 사이에 개재되도록 배치되어 상기 가동기어(230)를 고정기어(220)측으로 탄성 지지하는 제2스프링부재(240)로 구성된다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 틸트레버(180)와 틸트볼트(150) 사이에 캠부재(185)가 마련되어 있으며, 캠부재(185)는 틸트레버(180)의 회전동작에 따라 틸트볼트(150)를 축방향으로 전,후진 이동시키는 기능을 수행하게 된다.
이로 인해, 틸트볼트(150)는 틸트레버(180)와 캠부재(185)의 작동원리에 따라 축 방향으로 직선 왕복운동되며, 전진동작시 고정기어(220)와 가동기어(230)의 치합상태를 해제시키는 기능을 수행하게 된다.
부시튜브(210)는 단턱부(215)가 형성되도록 외경이 다른 대경부와 소경부로 구성되고 내부에 틸트볼트(150)가 관통되도록 중공이 형성된 관형 구조를 갖는다.
또한, 부시튜브(210)는 소경부에 가동기어(230)가 끼워지고 단턱부(215)에 가동기어(230)가 걸려 지지되도록 결합된다.
도 3을 참조하면, 고정기어(220)는 타측면이 틸트홀에 끼워져 고정되도록 결합되고 일측면 좌,우측에 제1,2기어부(222,224)가 형성되며 중앙에 부시튜브(210)가 관통되도록 통공(221)이 형성된 구조를 갖는다.
가동기어(230)는 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측에 제1,2기어부(222,224)와 각각 대응되는 형태의 제3,4기어부(232,234)가 형성되어 있다.
또한 가동기어(230)는 중앙에 부시튜브(210)의 소경부 부위가 끼워지도록 연결공(231)이 형성되어 있으며, 연결공(231) 테두리 부위가 부시튜브(210)의 단턱부(215)에 걸려 부시튜브(210)의 움직임에 의해 연동되어 전진동작되는 구조를 갖는다.
그리고 가동기어(230)는 전,후진 이동시 기어커버(250)와의 간섭을 피하기 위해 타측면에서 고정기어(220)와 서로 마주보는 일측면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1기어부(222)는 제3기어부(232)와 치합되고, 제2기어부(224)는 제4기어부(234)와 치합되도록 배치되며, 제1기어부(222)와 제2기어부(224)는 복수의 산과 골로 이루어지는 기어이를 갖는다.
또한, 상기 제1,3기어부(222,232)는 산의 단부가 향하는 방향이 상기 제2,4기어부(224,234)의 산의 단부가 향하는 방향과 서로 엇갈리도록 반대되는 방향으로 형성된다.
즉, 제1,2기어부(222,224) 및 제3,4기어부(232,234)는 기어이들의 산 부위가 서로 반대방향을 향하도록 형성되어 제1,3기어부(222,232)와 제2,4기어부(224,234)가 상반되는 방향으로 치합되는 구조를 갖는다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 기어커버(250)는 제2스프링부재(240)를 지지하며, 양측 단부가 틸트브라켓(140)측을 향해 동일방향으로 절곡된 절곡부(252)가 형성되고, 고정부재(270)에 의해 조립될 경우 절곡부(252)의 단부가 틸트브라켓(140)의 일측면에 접촉가능한 상태가 된다.
이때 본 발명은 기어커버(250)의 절곡부(252) 내에 가동기어(230)가 수용됨에 따라 기어커버(250)가 가동기어(230)의 회전을 방지함과 아울러, 기어커버(250)의 절곡부(252)가 틸트브라켓(140)의 일측면에 면접촉됨에 따라 틸트동작 초기에 면접촉시 발생되는 마찰력에 의해 고정되어 있다가 제2스프링부재(240)의 탄성력에 의해 가동기어(230)의 기어이가 고정기어(220)의 기어이 단부에 치합된 구조로 되어 있으므로 치합구조를 개선하여 팝업 현상을 예방하게 된다.
제1스프링부재(160)는 틸트브라켓(140)과 부시튜브(210) 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브(210)를 외측으로 탄성지지하여 틸트레버(180)의 잠금해제시 가동기어(230)의 전진 동작을 지지하게 된다.
또한, 제1스프링부재(160)와 부시튜브(210) 사이에는 가이드부재(170)가 마련되어 부시튜브(210)의 움직임을 가이드하게 된다.
고정부재(270)와 기어커버(250) 사이에는 복수의 와셔(260)가 배치된다.
도 6을 참조하면, 제1,2,3,4기어부(222,224,232,234) 각각에 형성된 상기 산은, 고정기어(220) 및 가동기어(230)의 대향면에 대해 경사진 경사면과, 고정기어(220) 및 가동기어(230)의 대향면에 대해 직교되는 직교면을 포함한다.
고정기어(220)를 측방향에서 보면, 제1기어부(222)의 골에 제2기어부(224)의 산이 위치하고, 제2기어부(224)의 골에 제1기어부(222)의 산이 위치하며, 제1기어부(222)의 상기 경사면과 제2기어부(224)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치된다.
고정기어(220)와 마찬가지로, 가동기어(230)를 측방향에서 보면, 제3기어부(232)의 골에 제4기어부(234)의 산이 위치하고, 제4기어부(234)의 골에 제3기어부(232)의 산이 위치하며, 제3기어부(232)의 상기 경사면과 제4기어부(234)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치된다.
도 6을 참조하면, 제1,2,3,4기어부(222,224,232,234) 각각에 형성된 상기 산은, 고정기어(220) 및 가동기어(230)의 대향면에 대해 경사진 경사면과, 고정기어(220) 및 가동기어(230)의 대향면에 대해 직교되는 직교면을 포함한다.
고정기어(220)를 측방향에서 보면, 제1기어부(222)의 골에 제2기어부(224)의 산이 위치하고, 제2기어부(224)의 골에 제1기어부(222)의 산이 위치하며, 제1기어부(222)의 상기 경사면과 제2기어부(224)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치된다.
고정기어(220)와 마찬가지로, 가동기어(230)를 측방향에서 보면, 제3기어부(232)의 골에 제4기어부(234)의 산이 위치하고, 제4기어부(234)의 골에 제3기어부(232)의 산이 위치하며, 제3기어부(232)의 상기 경사면과 제4기어부(234)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은, 틸트레버(180)의 잠금 해제동작을 위한 틸트레버(180)를 회전시키면, 틸트레버(180)와 연결된 캠부재(185)에 변위가 발생하게 됨에 따라 도 7에 도시된 바와 같이, 틸트볼트(150)가 기어커버(250)측으로 전진동작됨과 아울러, 부시튜브(210)가 같이 연동되어 전진동작된다.
부시튜브(210)는 전진동작시 제2스프링부재(240)에 탄성지지되어 있는 가동기어(230)를 기어커버(250)측으로 전진시켜 가동기어(230)와 고정기어(220)의 치물림상태를 해제시키게 되고, 이때 틸트홀의 길이방향 범위내에서 상,하 방향으로 스티어링 컬럼의 틸트업 또는 틸트다운동작이 가능한 상태가 된다.
이때, 가동기어(230)는 부시튜브(210)의 전진 동작력이 제2스프링부재(240)의 탄성 지지력을 초과하는 힘이 전달됨에 따라 제2스프링부재(240)를 수축시키면서 전진동작되고, 이로 인해 가동기어(230)의 제3,4기어부(232,234)가 고정기어(220)의 제1,2기어부(222,224)로부터 이탈되면서 치물림상태가 해소된다.
한편, 틸트레버(180)의 잠금동작시에는 부시튜브(210)가 원래 위치로 복귀되도록 후진동작됨에 따라, 수축되어 있던 제2스프링부재(240)가 가동기어(230)를 고정기어(220)측으로 밀어서 치물림 상태를 유지시키게 된다.
이때, 가동기어(230)는 도 8a,8b,8c,8d에 도시된 바와 같이 고정기어(220)와의 여러 형태의 치물림 상태(제1,3기어부(222,232)와 제2,4기어부(224,234)가 같이 치물림결합되거나, 제1,3기어부(222,232)만 치물림되거나, 제2,4기어부(224,234)만 치물림되는 등의 상태)로 결합되어 있더라도, 화살표방향으로 가동기어(230)가 기어커버(250)의 내부로 움직일 수 있는 여유공간이 마련되므로, 틸트레버(180)의 조작력에 영향을 미치지 않게 된다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 기어커버(250)는 틸트볼트(150)와 고정부재(270)의 조임 체결시 절곡부(252)의 테두리 단부가 틸트브라켓(140)의 일측면에 면접촉되어 초기 80~100kgf의 하중을 유지하고, 그 이상의 하중이 전달되더라도 도 9에 도시된 바와 같이 고정기어(220)와 가동기어(230)의 좌,우측에 형성된 제1,3기어부(222,232)와 제2,4기어부(224,234)의 치 단부가 서로 엇갈리도록 형성되어 있으므로, 절곡부(252)와 틸트브라켓(140)의 마찰력을 초과하는 하중이 상,하방향으로 전달되더라도 제2스프링부재(240)의 탄성 지지력에 의해 가동기어(230)의 제3,4기어부(232,234)가 고정기어(220)의 제1,2기어부(222,224)의 치 단부 턱에 걸려 정지됨과 아울러 가동기어(230)의 회전이 기어커버(250)에 의해 방지되어 팝업현상을 예방할 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나,본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 당업자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형 실시가 가능할 것이다.
110 : 외측 튜브 120 : 내측 튜브
130 : 마운팅 브라켓 140 : 틸트브라켓
150 : 틸트볼트 160 : 제1스프링부재
170 : 가이드부재 180 : 틸트레버
185 : 캠부재 210 : 부시튜브
215 : 단턱부 220 : 고정기어
221 : 통공 222,224 : 제1,2기어부
230 : 가동기어 231 : 연결공
232,234 : 제3,4기어부 240 : 제2스프링부재
250 : 기어커버 252 : 절곡부
260 : 와셔 270 : 고정부재
130 : 마운팅 브라켓 140 : 틸트브라켓
150 : 틸트볼트 160 : 제1스프링부재
170 : 가이드부재 180 : 틸트레버
185 : 캠부재 210 : 부시튜브
215 : 단턱부 220 : 고정기어
221 : 통공 222,224 : 제1,2기어부
230 : 가동기어 231 : 연결공
232,234 : 제3,4기어부 240 : 제2스프링부재
250 : 기어커버 252 : 절곡부
260 : 와셔 270 : 고정부재
Claims (5)
- 차체에 고정되어 스티어링 컬럼을 지지하는 마운팅 브라켓(130);
상기 스티어링 컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀이 형성된 틸트브라켓(140);
상기 틸트브라켓(140)의 틸트홀에 관통되도록 결합되는 틸트볼트(150);
상기 틸트볼트(150)에 결합되고 틸트레버(180)의 회전동작시 틸트볼트(150)를 전,후진 시키기 위한 캠부재(185);
상기 틸트브라켓(140)의 일면에 결합되어, 상기 틸트볼트(150)가 관통되도록 중앙에 통공(221)이 형성되고 일면 좌,우측에 복수의 산과 골로 이루어진 제1,2기어부(222,224)가 형성되는 고정기어(220);
상기 틸트볼트(150)의 단부에 결합되고 상기 고정기어(220)와 서로 마주보는 면의 좌,우측 부위에 복수의 산과 골로 이루어진 제3,4기어부(232,234)가 형성되어 상기 고정기어(220)와 치합 가능한 가동기어(230);
상기 틸트볼트(150)의 단부에 체결되고, 상기 고정기어(220)의 상기 통공(221)을 관통하는 부시튜브(210);
상기 틸트볼트(150)에 결합되고 상기 가동기어(230)의 외측을 감싸도록 배치되는 기어커버(250);
상기 틸트볼트(150)의 단부에 체결되어 상기 기어커버(250)의 이탈을 방지하기 위한 고정부재(270);
상기 틸트브라켓(140)과 부시튜브(210) 사이에 배치되어 자체 탄성력으로 부시튜브(210)를 외측으로 탄성지지하기 위한 제1스프링부재(160); 및
상기 가동기어(230)와 기어커버(250) 사이에 개재되도록 배치되어 상기 가동기어(230)를 고정기어(220)측으로 탄성 지지하는 제2스프링부재(240);를 포함하고,
상기 기어커버(250)는 양측 단부가 상기 틸트브라켓(140)의 일측면과 면접촉 가능하도록 상기 고정기어(220)를 향해 동일방향으로 절곡되어 절곡부(252)가 형성되고,
상기 기어커버(250)는 상기 절곡부(252)의 내측면이 가동기어(230)와 고정기어(220)의 양측 테두리부위와 면접촉되도록 결합되고,
상기 부시튜브(210)는 외경이 다른 대경부와 소경부로 구성되어 단턱부(215)를 갖고, 상기 소경부에 상기 가동기어(230)가 끼워져서 상기 단턱부(215)에 상기 가동기어(230)가 걸려 지지되며,
상기 제1,3기어부(222,232) 및 상기 제2,4기어부(224,234)에 형성된 각각의 산과 골은 상기 통공(221)의 폭방향으로 연장되고,
상기 제1,3기어부(222,232)와 상기 제2,4기어부(224,234)는 좌,우측 산의 결합방향이 서로 반대되는 방향으로 된 것이고,
상기 제1기어부(222)는 상기 제3기어부(232)와 치합되고, 상기 제2기어부(224)는 상기 제4기어부(234)와 치합되며,
상기 제1,2,3,4기어부(222,224,232,234) 각각에 형성된 상기 산은, 상기 고정기어(220) 및 상기 가동기어(230)의 대향면에 대해 경사진 경사면과, 상기 고정기어(220) 및 상기 가동기어(230)의 대향면에 대해 직교되는 직교면을 포함하고,
상기 고정기어(220)를 측방향에서 보면, 상기 제1기어부(222)의 골에 상기 제2기어부(224)의 산이 위치하고, 상기 제2기어부(224)의 골에 상기 제1기어부(222)의 산이 위치하며, 상기 제1기어부(222)의 상기 경사면과 상기 제2기어부(224)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치되고,
상기 가동기어(230)를 측방향에서 보면, 상기 제3기어부(232)의 골에 상기 제4기어부(234)의 산이 위치하고, 상기 제4기어부(234)의 골에 상기 제3기어부(232)의 산이 위치하며, 상기 제3기어부(232)의 상기 경사면과 상기 제4기어부(234)의 상기 경사면이 반대방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 조향장치용 래칫 구조체. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 가동기어(230)는 타측면에서 고정기어(220)와 서로 마주보는 일측면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 조향장치용 래칫 구조체.
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Patent Citations (1)
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